FI57845B - Foerfarande och anordning foer detektering av spetor i massa - Google Patents

Description

I55FH [B] (11)KUULUTUSjULKAlSU 57345 fGTn w 'UTLÄCGNI NGSSKMFT 0 ' 0 ^ ^

^(4Si Patentti rnyonn.-tty 10 10 19SQ

' ' Patent aedcielat (51) Ky.lk.Va3 G 01 N 21/17 SUOMI —FINLAND (21) NtwittlWwmu· — PttmcaMMtnlng 761331 (22) HakamlipUvt—AiwtHmlngadag 11.05.76 (23) Alkupttvt—GUtlgh«tsd«c 11.05.76 (41) Tirihit {ulklaalul — Blhrtt off«ntll| 15.11.7 6 P»Untti- J* r«klst*rihallttu· (441 Nlhttvlktlpanon |« kiniMulktlaun pvm.—

Patent· och regittarstyraltan ' AiwMcan uttagd och utUlcrtftM pvblteervd 30.06.80

(32)(33)(31) hrri***r «woHwim· b«tfrt prioriut 1U.05.75 Ruotsi-Sverige(SE) 75Q553Ö-U

(71) AB Tellusond, 93, Norra St at ion sgat an, 113 33 Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Jan Hill, Tähy, Ruotsi-Sverige(SE) (7^) Berggren Oy Ab (5^) Menetelmä ja laite tikkujen havaitsemiseksi massassa - Förfarande och anordning för detektering av spetor i massa Tämä keksintö tarkoittaa menetelmää ja laitetta tikkujen havaitsemiseksi paperimassassa. Tikulla tarkoitetaan kahden tai useamman yhteenliit-tyneiden kuitujen muodostamaa suurehkoa kuidunkappaletta,jotka kuidut eivät massan valmistuksen aikana ole vapautuneet tai irronneet toisistaan. Tikut eroavat siis massan kuiduista ensi sijassa siinä, että niiden poikkileikkauksen mitta on suurempi kuin kuitujen ja tavallisesti myös siinä, että niiden pituus on keskimäärin hieman suurempi kuin kuitujen. Kun kuitujen poikkileikkauksen mitta (paksuus) tavallisesti on 10-50 /Um, on tikuiksi nimitettyjen vastaava poikkileikkaus alkaen 80 aina 150 /um ja ylikin. Tikuiksi nimitettyjen poikkileikkauksen mitan alaraja riippuu usein käytettävissä olevan mittauskojeen kyvystä erottaa kapeita tikkuja, ts. suhteellisen pienen poikkileikkauksen omaavia tikkuja kuiduista. Tikkujen keskipituus on yleensä 1,5-2 kertaa kuitujen keskipituutta suurempi, kuitenkin massan tyypistä riippuen.

Tikkujen esiintymisellä paperimassassa on oleellinen merkitys massan laadulle. Jokainen tikku aiheuttaa nimittäin valmistetun paperiradan heikentymistä tai repeytymisen uhkaa ja samalla lisääntynyttä paperi-radan repeytymisen vaaraa valmistuksen aikana. Valmiin paperin pintaan joutunut tikku huonontaa myös paperin painokelpoisuutta esimerkiksi si- 2 57845 ten, että se imee itseensä painoväriä toisella tavalla kuin ympäröivä paperi tai siten, että se irtoaa painatuksessa ja samalla mahdollisesti tarttuu painolaattaan tai painomuottiin. Sen tähden on oleellisen tärkeätä pystyä tutkimaan esiintyykö massassa tikkuja, ja ensi sijassa on kiinnostavaa saada selville tiettyyn massamäärään sisältyvien tikkujen kokonaismäärä, mutta myös esiintyvien tikkujen suuruus tai suuruus-j akautuma.

Tunnettu menetelmä tikkujen havaitsemiseksi paperimassassa perustuu siihen, että massaliete ohjataan valoaläpäisevän mittauskanavan, ns. kuvetin läpi samalla kuin mittauskanavan toisella sivulla sijaitsevasta valonlähteestä suunnataan mahdollisimman yhdensuuntainen valonkimppu mittauskanavan läpi sen vastakkaisella sivulla sijaitsevaan valonilmai-simeen siten, että valonkimpun suunta on olennaisesti kohtisuorassa mittauskanavan pituussuuntaan nähden, ts. massalietteen virtaussuun-taan nähden. Massalietteessä oleva tikku aiheuttaa valonkimpun ohittaessaan vähennystä valonilmaisimen vastaanottaman valon voimakkuudessa ja samalla vastaavan vähennyksen valonilmaisimen lähtösignaalin taajuudessa. Tämän voimakkuuden tai taajuuden vähennyksen suuruus muodostaa tikun poikkileikkauksen suuruuden kohtisuorassa suunnassa valon-kimppua kohden, kun taas voimakkuuden tai taajuuden vähennyksen kestoaika ilmaisee tikun pituuden koska massalietevirrassa olevat tikut sijoittautuvat niin,että niiden pituussuunta suurin piirtein yhtyy virtaussuuntaan. Analysoimalla valonilmaisimen lähtösignaalia sen amplitudivaihteluihin nähden on siis mahdollista saada käsitys siitä, esiintyykö massassa tikkuja. Koska tikun poikkileikkaus usein on suun-nikkaanmuotoinen, ts. tikku on ohut ja leveä on edullista toimia siten, että mittauskanavan läpi suunnataan kaksi toisiinsa nähden kohtisuoraa valonsädekimppua ja samalla kertaa kohti mittauskanavan pituussuunnassa olevaa kohtisuoraa tasoa, ja nämä molemmat valonkimput saavat kuljettuaan mittauskanavan läpi vaikuttaa kahteen vastaavaan valonilmaisimeen ja näiden lähtösignaalit yhdistetään yhteissignaaliksi, joka sen jälkeen analysoidaan yllämainitulla tavalla massassa olevien tikkujen aiheuttamiin taajuusvaihteluihin nähden.

On itsestään selvää, että tämän kaltaisessa mittauksessa on tärkeätä, että mittaustulos on riippumaton ja välinpitämätön mitattavan massan tyypistä, ts. valmistusprosessista ja massan valkaisun asteesta.

On kuitenkin osoittautunut, että tällaista välinpitämättömyyttä massan alkuperästä ei saavuteta ilman muuta koska erilaisissa massan valmistus- 3 57845 prosesseissa ja massan eriasteisissa valkaisuissa aikaansaaduissa tikuissa ilmenee suuria värieroja.

Sen takia tämän keksinnön tarkoituksena on ylläkuvatunlaisella menetelmällä massassa olevien tikkujen havaitsemiseksi aikaansaada välinpitämättömyyttä massan ja samalla tikkujen alkuperään nähden.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaan siten, että mittaukseen käytetään sellaista valoa, jonka aallonpituus on aallonpituusalueelta 750-950 nm. Saatavissa olevista valonlähteistä voidaan mieluimmin käyttää 930 nm:n aallonpituuden omaavaa valodiodia.

Keksintö perustuu sille huomiolle, että käyttämällä valoa mainitulta aallonpituusalueelta, ts. pääasiallisesti infrapunaiselta aallonpituusalueelta, tietyn tikun aiheuttama valonkimpun voimakkuuden vähennys tulee olennaisesti riippumattomaksi tikun alkuperästä, ts. massan valmistusprosessista ja valkaisun asteesta ja samalla riippuvaksi vain tikun suuruudesta.

Keksintöä selostetaan tarkemmin seuraavassa oheiseen piirustukseen liittyen, jossa kuvio 1 kuvaa kaavamaisesti laitetta massassa olevien tikkujen havaitsemiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä, ja kuvio 2 on käyrä mittauskanavan kautta kulkevan ja tikun vaikutuksen alaisena olevan valonkimpun läpäisevyydestä valon aallonpituuden funktiona ja eri alkuperää oleville tikuille.

Kuviossa 1 hyvin kaavamaisesti ja vain periaatteessa esitetty laite ^ tikkujen havaitsemiseksi käsittää mittauskanavan 1, ns. mittauskuvetin, jonka valoaläpäisevien seinämien kautta johdetaan lietevirta siitä massasta, jonka tikkusisältö on tutkittava, kuten nuolella 2 on osoitettu. Valonlähteistä, joita ei ole tarkemmin esitetty piirustuksessa, ja niihin kuuluvasta optiikasta suunnataan kaksi keskenään kohtisuoraa valon-kimppua 3 ja 4 mittauskanavan 1 lävitse samaan, mittauskanavan 1 pituussuuntaan nähden kohtisuoraan tasoon. Kumpikin näistä valonkim-puista 3 ja 4 koostuu mahdollisimman yhdensuuntaisista valonsäteistä ja on valonlähteeseen kuuluvan optiikan avulla muodostettu siten, että sen suunnikkaanmuotoinen poikkileikkaus on suhteellisen ohut, niin että valonkimppu on olennaisesti ohuen nauhan muotoinen, joka sijaitsee “ 57845 mittauskanavan 1 pituusakseliin nähden kohtisuorassa tasossa. Kun kumpikin valonkimppu 3 ja 4 on kulkenut mittauskanavan 1 läpi, kummankin valonilmaisin 5 tai 6 ottaa ne vastaan, joka ilmaisin siis antaa lähtösignaalin suhteessa kysymyksessä olevan valonkimpun 3 tai 4 voimakkuuteen sen kuljettua mittauskanavan 1 ja mittauskanavassa virtaavan massalietteen lävitse. Huomataan, että mikäli massaliete sisältää tikun, niin se ohittaessaan valonkimput 3 ja 4 heittää "varjon" kumpaankin valonilmaisimeen 5 ja 6 niin että vastaavan valonilmaisimen vastaanottaman valon voimakkuus vähenee. Huomataan, että tämän voimakkuuden vähennyksen suuruus ja samalla vastaavan taajuuden vähennys valonilmai-simien lähtösignaaleissa on tikun leveyden mitta kohtisuorassa suunnassa vasten vastaavaa valonkimppua 3 ja 4, ts. kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa. Täten mitataan siis sekä tikun "leveys" että sen "paksuus", koska tikku pyrkii mittauskanavan 1 massalietevirrassa sijoittumaan pituussuunnassaan yhteneväisesti virtaussuunnan kanssa. Edelleen huomataan, että voimakkuuden vähennyksen kestoaika ja siis taajuuden alenemisen kestoaika kummankin valonilmaisimen 3 ja 4 lähet-tämissä lähtösignaaleissa on tikun pituuden mitta.

Valonilmaisimien 5 ja 6 lähtösignaalit johdetaan signaalien muokkaus-ja esittely-yksikköön 7. Tässä kummastakin valonilmaisimesta 5 ja 6 tulevat lähtösignaalit yhdistetään yhdistetyksi signaaliksi, esimerkiksi laskemalla yhteen valonilmaisimien lähtösignaalit, jota yhdistettyä signaalia sen jälkeen analysoidaan siinä esiintyvien tikkujen aiheuttamien tilapäisten taajuuden vähennysten suhteen. Määräämällä yhdistetyn signaalin keskitaajuus tiettynä ajanjaksona voidaan esimerkiksi määrätä keskimääräinen tikkupitoisuus siinä massamäärässä,joka samana aikana on virrannut mittauskanavan 1 läpi.

Keksinnön mukaisesti käytetään valonkimppuihin 3 ja 4 sellaista valoa, jonka aallonpituus on aallonpituusalueelta 750-950 nm. Edullisesti voidaan tässä tarkoituksessa valonlähteinä käyttää valodiodeja, joiden aallonpituus on 930 nm, koska tällaisia valodiodeja on yleisesti kaupan.

Käyttämällä yllämainitulta infrapunaiselta aallonpituusalueelta olevaa valoa aikaansaadaan se, että mittauslaite tulee välinpitämättömäksi mitattavana olevan massan tyyppiin nähden, ts. massan valmistusprosessiin ja valkaisun asteeseen nähden. Käyttämällä muulta aallonpituudelta olevaa valoa ei asianlaita sitä vastoin olisi tämä.

Claims (2)

5 57845 Tämä käy ilmi kuvion 2 käyrästä, joka näyttää läpäisevyyden, ts. prosentuaalisen suhteen esiintunkeutuvan valonkimpun voimakkuuden ja si-säänlankeavan valonkimpun voimakkuuden välillä valon aallonpituuden funktiona neljälle erilaista alkuperää olevalle eri tikulle. Käyrän perustana olevat mittaukset suoritettiin siten, että jokaista tyyppiä oleva yksityinen tikku sai kulkea vesivirrassa mittauskanavan läpi ilman minkään kuidun läsnäoloa samalla kun tikun sivuuttaessa mittauskanavan valaistun osan saatu valonkimpun läpäisevyys mitattiin käyttämällä erilaisen aallonpituuden omaavia valoja aallonpituusalueelta 400-1000 nm. Käytettyjen tikkujen poikkileikkaus oli 150 x 150 ^um ja 200 x - 200 /Um väliltä. Kuvion 2 käyrässä näytetyissä läpäisevyys-aallonpi- tuusviivoista saatiin viiva A mekaanisen massan tikuille, viiva B, CE-valkaistun massan tikulle, viiva C valkaisemattoman massan tikulle „ ja viiva D, CEH-valkaistun massan tikulle. Kuten käyrästä 2 suoraan ilmenee vaikuttavat erityyppiset tikut ts. erityyppisistä massoista saadut tikut läpäisevyyteen, ts. mittauskanavasta ulostunkeutuvien valonkimppujen voimakkuuteen olennaisesti yhtä paljon jos käytetyn valon aallonpituus on aallonpituusalueelta 750-950 nm. Tämän aallonpituusalueen ulkopuolelta olevan aallonpituuden omaavan valon valonkimppujen voimakkuuteen erityyppiset tikut sen sijaan vaikuttavat hyvin eri suuressa määrässä, joka merkitsisi, että erityyppisille massoille saataisiin hyvin erilaisia mittaustuloksia.

1. Menetelmä tikkujen havaitsemiseksi massasta, jossa massaliete johdetaan valoaläpäisevät seinämät omaavan mittauskanavan läpi, vähintäin yksi valonsädekimppu suunnataan mittauskanavan ja siinä olevan massalietevirran läpi kohtisuoraan virtaussuuntaan nähden, mittauskana- ^ vasta ulostunkeutuvan valonsädekimpun voimakkuus mitataan valonilmai-simella ja valonilmaisimen lähtösignaalia analysoidaan siinä esiintyvien amplitudivaihteluiden suhteen, tunnettu siitä, että käytetään valoa, jonka aallonpituus on aallonpituusalueelta 750-950 nm.

2. Laite tikkujen havaitsemiseksi massassa patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, joka käsittää mittauskanavan (1), jonka seinämät ovat valoaläpäisevät, vähintäin yhden mittauskanavan toisella sivulla sijaitsevan valonlähteen, joka on asetettu suuntaamaan valonsädekimpun (3) kohden mittauskanavaa kohtisuorassa sen pituussuuntaan nähden, mittauskanavan vastakkaisella sivulla sijaitsevan valonilmaisimen (5),